一种井下电动钻孔机构及施工工艺的制作方法

本发明属于油气田开发中采油，特别涉及一种井下电动钻孔机构。

背景技术：

1、辽河油田每年现有泄油器失效或者无泄油器的井况在100井次以上，起管柱时满管液体在井口喷溅，会造成环境污染和人员伤害；另外油田正在进行储气库的建设，将来预计可建成井数300口井以上，而其注采管柱和井筒都需建立循环通道，为油气流入井筒打开通道，当其管柱中滑套存在打不开的情况时，就无法建立循环通道，如果能够对注采管柱进行打孔，则能解决以上问题。

2、目前已经有的电动打孔工具，可实现打孔功能，但通过实际应用，其主要采用液压冲孔的方式，工具内部需要很大的液压力，这对工具的内部密封需要很高的要求(100mpa以上)，工序复杂，打孔效率低。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明能够采用钻孔的方式，钻头自己可以旋转，其不需要太高的压力就可以实现旋转钻进。

2、本发明为克服现有技术存在的问题，提供如下技术方案：

3、一种井下电动钻孔机构，包括：

4、动力组件，所述动力组件包括减速电机和传动轴，所述动力组件用于提供动力；

5、锚定组件，所述锚定组件用于周向固定钻孔机构；

6、钻进组件，所述钻进组件包括第一齿轮、第二齿轮、定位轴，所述第一齿轮和第二齿轮相啮合，所述第二齿轮安装在定位轴上；

7、其中，所述减速电机的输出轴与传动轴的一端相连接，所述传动轴上安装有锚体，所述锚定组件设置于锚体上，所述传动轴的另一端固定第一齿轮。

8、进一步地，

9、还包括钻孔本体，所述钻进组件安装在钻孔本体内，所述钻孔本体通过周向螺钉与锚体固定。

10、进一步地，

11、还包括外壳体和连接套，所述动力组件安装在外壳体内部，所述动力组件的减速电机与连接套通过螺钉固定在一起，所述外壳体与连接套连接安装。

12、进一步地，

13、所述传动轴上设有第一轴承和第二轴承，所述第一轴承、第二轴承分别设置在锚体的两端。

14、进一步地，

15、所述传动轴上设有锁环，所述锁环设置在第一轴承外端用于固定第一轴承。

16、进一步地，

17、所述锁环上设有内螺纹，所述锁环与传动轴螺纹配合安装。

18、进一步地，

19、所述锚定组件沿着锚体的周向间隔设置，锚定组件的数量设置为4个。

20、进一步地，

21、所述锚定组件包括锚爪和第一弹簧，第一弹簧设置在锚爪内。

22、进一步地，

23、所述锚爪上设有锚定面，所述锚定面设置在第一弹簧上端，锚爪的锚定面设计为平面。

24、进一步地，

25、所述锚定组件还包括第一紧固件、第一压板，所述第一压板通过第一紧固件固定，所述第一压板设置在锚爪上，所述锚定面可伸出第一压板外。

26、进一步地，

27、所述锚定组件还包括第一密封圈，所述锚爪外圈设有凹槽，所述第一密封圈设置在锚爪外圈的凹槽内。

28、进一步地，

29、所述第一齿轮和第二齿轮为圆锥齿轮。

30、进一步地，

31、所述钻进组件还包括钻头，所述钻头与定位轴相连接。

32、进一步地，

33、所述定位轴上设有若干个凸耳，所述钻头内壁设有若干个安装槽，所述凸耳插接在安装槽内。

34、进一步地，

35、所述钻进组件还包括第二密封圈，所述第二密封圈设置在钻头外圈。

36、进一步地，

37、所述钻进组件还包括第二弹簧、第二压板、第二紧固件，所述第二弹簧套在钻头上，钻头可伸出第二压板外。

38、进一步地，

39、所述第二压板设置在第二弹簧上，第二压板通过第二紧固件固定。

40、进一步地，

41、所述钻进组件还包括第三轴承，所述第三轴承安装在定位轴上，第三轴承位于第二齿轮下端。

42、一种井下电动钻孔机构的施工工艺，包括如下步骤：

43、在地面上将电缆与所述的井下电动钻孔机构连接可靠；

44、由电缆车下入井中预定深度，由ccl接箍定位器进行接箍定位；

45、位置定位后，地面操作人员控制操作面板设置好电压值并发送指令，压缩锚定组件中的传力介质，实现锚爪上的锚定面伸出，锚定至注采管柱套管壁上；

46、上提电缆，测试锚定是否可靠，当锚定不可靠，更改控制参数，重复锚定过程直至锚定可靠；

47、控制系统驱动减速电机正转，通过传动轴输入到钻进组件，实现钻头旋转伸出，钻孔作业；

48、地面操作人员发送指令，控制系统驱动减速电机反转，通过第二弹簧收回钻头，锚定组件的锚爪在第一弹簧的作业下复位，解除对注采管柱的锚定。

49、进一步地，

50、所述锚定过程的控制参数包括电压值、电流值。

51、进一步地，

52、所述传力介质为液压油，钻孔机构内部安装有电机泵。

53、进一步地，

54、所述钻孔机构的定位由控制系统进行控制。

55、本发明的有益效果：本发明的井下电动钻孔机构，由电缆带着钻孔工具下入到井下指定位置，通过地面控制系统发送指令，由工具内部的电机泵产生液压力，液压力可作用在锚定组件锚定的锚爪上，使其锚定在管壁上，同时钻进系统采用传动轴输入，实现钻头旋转，再通过液压力推动钻头，实现钻进，可通过卸掉液压力，靠弹簧的弹力将钻头自动收回，采用钻孔的方式，钻头自己可以旋转，其不需要太高的压力就可以实现旋转钻进，能够实现自动化钻孔作业，工作效率高。

56、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

技术特征：

1.一种井下电动钻孔机构，其特征在于：包括：

2.如权利要求1所述的井下电动钻孔机构，其特征在于：所述钻孔机构还包括钻孔本体(10)，所述钻进组件(11)安装在钻孔本体(10)内，所述钻孔本体(10)通过周向螺钉与锚体(7)固定。

3.如权利要求1所述的井下电动钻孔机构，其特征在于：所述钻孔机构还包括外壳体(1)和连接套(3)，所述动力组件安装在外壳体(1)内部，所述动力组件的减速电机(2)与连接套(3)通过螺钉固定在一起，所述外壳体(1)与连接套(3)连接安装。

4.如权利要求1所述的井下电动钻孔机构，其特征在于：所述传动轴(4)上设有第一轴承(6)和第二轴承(9)，所述第一轴承(6)、第二轴承(9)分别设置在锚体(7)的两端。

5.如权利要求4所述的井下电动钻孔机构，其特征在于：所述传动轴(4)上设有锁环(5)，所述锁环(5)设置在第一轴承(6)外端用于固定第一轴承(6)。

6.如权利要求5所述的井下电动钻孔机构，其特征在于：所述锁环(5)上设有内螺纹，所述锁环(5)与传动轴(4)螺纹配合安装。

7.如权利要求1所述的井下电动钻孔机构，其特征在于：所述锚定组件(8)沿着锚体(7)的周向间隔设置，所述锚定组件(8)的数量设置为4个。

8.如权利要求1或7所述的井下电动钻孔机构，其特征在于：所述锚定组件(8)包括锚爪(803)和第一弹簧(802)，第一弹簧(802)设置在锚爪(803)内。

9.如权利要求8所述的井下电动钻孔机构，其特征在于：所述锚爪(803)上设有锚定面(806)，所述锚定面(806)设置在第一弹簧(802)上端，锚爪(803)的锚定面(806)设计为平面。

10.如权利要求9所述的井下电动钻孔机构，其特征在于：所述锚定组件(8)还包括第一紧固件(801)、第一压板(805)，所述第一压板(805)通过第一紧固件(801)固定，所述第一压板(805)设置在锚爪(803)上，所述锚定面(806)可伸出第一压板(805)外。

11.如权利要求10所述的井下电动钻孔机构，其特征在于：所述锚定组件(8)还包括第一密封圈(804)，所述锚爪(803)外圈设有凹槽，所述第一密封圈(804)设置在锚爪(803)外圈的凹槽内。

12.如权利要求1所述的井下电动钻孔机构，其特征在于：所述第一齿轮(111)和第二齿轮(112)为圆锥齿轮。

13.如权利要求1所述的井下电动钻孔机构，其特征在于：所述钻进组件(11)还包括钻头(116)，所述钻头(116)与定位轴(114)相连接。

14.如权利要求13所述的井下电动钻孔机构，其特征在于：所述定位轴(114)上设有若干个凸耳，所述钻头(116)内壁设有若干个安装槽，所述凸耳插接在安装槽内。

15.如权利要求13所述的井下电动钻孔机构，其特征在于：所述钻进组件(11)还包括第二密封圈(115)，所述第二密封圈(115)设置在钻头(116)外圈。

16.如权利要求13所述的井下电动钻孔机构，其特征在于：所述钻进组件(11)还包括第二弹簧(117)、第二压板(118)、第二紧固件(119)，所述第二弹簧(117)套在钻头(116)上，钻头(116)可伸出第二压板(118)外。

17.如权利要求16所述的井下电动钻孔机构，其特征在于：所述第二压板(118)设置在第二弹簧(117)上，第二压板(118)通过第二紧固件(119)固定。

18.如权利要求1所述的井下电动钻孔机构，其特征在于：所述钻进组件(11)还包括第三轴承(113)，所述第三轴承(113)安装在定位轴(114)上，第三轴承(113)位于第二齿轮(112)下端。

19.一种井下电动钻孔机构的施工工艺，其特征在于：包括如下步骤：

20.如权利要求19所述的施工工艺，其特征在于：所述锚定过程的控制参数包括电压值、电流值。

21.如权利要求19所述的施工工艺，其特征在于：所述传力介质为液压油，钻孔机构内部安装有电机泵。

22.如权利要求19所述的施工工艺，其特征在于：所述钻孔机构的定位由控制系统进行控制。

技术总结本发明涉及一种井下电动钻孔机构，包括：动力组件，所述动力组件包括减速电机和传动轴，所述动力组件用于提供动力；锚定组件，所述锚定组件用于周向固定钻孔机构；钻进组件，所述钻进组件包括第一齿轮、第二齿轮、定位轴，所述第二齿轮安装在定位轴上。还涉及一种井下电动钻孔机构的施工工艺，由电缆带着钻孔工具下入到井下指定位置，通过地面控制系统发送指令，由工具内部的电机泵产生液压力，液压力可作用在锚定组件锚定的锚爪上，使其锚定在管壁上，同时钻进系统采用传动轴输入，实现钻头旋转，再通过液压力推动钻头，实现钻进，采用钻孔的方式，其不需要太高的压力就可以实现旋转钻进，能够实现自动化钻孔作业，工作效率高。技术研发人员：陈辽望,于雷,哈长鸣,王鹏,王磊,宋昊霖,肖昌,齐鹏,罗凯文,孟波,戚勇,董纹希,尚士科受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/20